“2000年开始,我组队对全国的汽车主机厂进行调研。”武汉宁致远汽车配件有限公司(以下简称:“宁致远公司”)总经理余小刚在接受现代物流报采访时说道。当时,国内激光拼焊技术还没有起步,为了引进这一技术,余小刚组队进行了全国第一次的激光拼焊技术以及装备的全球考察。
这次绕地球一圈的调研,给余小刚带来深切的感悟,也坚定了他为中国引进激光拼焊技术的决心。
01 从“引进消化”到“自主创新”
“在当时,欧美垄断了激光拼焊技术,国产主机厂所用的汽车钢板都是在国外焊接好之后运到国内组装,外国人对于激光拼焊技术严格保密,国内的工作人员很难接触到。”余小刚这样说道:“围绕激光拼焊所需的生产、设计、技术、装备等,全部是空白。”
激光拼焊技术通过采用激光技术对汽车门内板、侧围、底板、纵梁等不等厚/差强钢板拼焊,具有明显优势,能够有效提高汽车产品质量、提升整车碰撞安全性、减少部件装配数量、降低生产成本、减轻车重、减少油耗、减少综合投资等。
如何将这项技术国产化,在国内实现从无到有的突破成为余小刚团队日复一日攻坚的命题。在考察团的努力下,蒂森克虏伯集团主动提出与团队开设合资公司,2002年8月生产出了国内制造的第一片激光拼焊钢板。
在新能源汽车的制造体系中,激光焊接已成为重塑整车性能与生产效率的核心工艺。相较于传统电阻焊或电弧焊,激光焊接以非接触式、高能量密度的特性,实现了对车身结构、电池包、电驱系统等关键部件的精密连接,彻底改变了新能源汽车的制造逻辑。社会责任和国家对车身安全性法规的越来越严格的要求推动了激光拼焊门环技术的爆发,新能源汽车的续航焦虑要求大型电池,所带来的电池重量增加,也迫使车身减重需求的发展,也带动了大型装备国产化的需要。
随着汽车行业对轻量化、安全性和智能化的要求不断提高,激光焊接技术在汽车制造领域的应用前景更加广阔。2011年,余小刚离开合资公司创立武汉宁致远公司,致力于发展汽车激光装备技术国产化和激光拼焊工艺的本土化,第一个想法就是发展激光落料技术,彻底解决掉激光拼焊加工柔性化制造的前端瓶颈工艺。
按照传统模具落料算来,一个新的车型在冲裁模具制造方面就要投入超过千万元的成本,最终将以摊销的方式交由消费者来负担。新能源汽车外形丰富且醒目,柔性化、低成本的全激光制造能够进一步推动新能源汽车的更新换代和品质提升,还能够有效推动成本降低和社会资源的无谓消耗。
02 机遇和挑战相伴而生
2018年末,宁致远公司设计并搭建了亚洲首条高效率三头激光落料线,解决了传统模具落料成本高、柔性差、原材料利用率低的问题,并凭借三光头高效率激光落料线NZY-LB3.16-90成功夺得全国激光行业“最佳激光智能装备技术创新奖”。
余小刚介绍道,经过多年的市场调研发现,欧系企业的车身材料利用率可以达到60%~65%,日本则可以达到65%~70%,国内普遍只能做到50%。目前全国汽车板卷年用量约4000万吨,如果行业内普及激光落料等技术,预计一年将减少10%的用量。自2002年以来,他带领团队引进德国激光拼焊技术,通过消化吸收形成30多项专利技术储备,突破激光落料和激光拼焊装备的国产化瓶颈。
“在2011年之前,全国激光拼焊市场基本处于有序竞争状态,企业在保证利润的情况下,尚有余力进行技术开发。”余小刚回忆,到2020年后,大量企业盲目跟风投资激光设备,但由于缺乏核心技术和对应用场景的理解,导致产品质量参差不齐,陷入低质低价竞争。
目前,激光拼焊的最高检测判定标准仍依赖人眼,机器识别等检测手段仅凭图像对比,受技术环境、光线照射、图像对比度等多重影响,无法达到100%的检测有效性。
与此同时,行业内统一的材料互换标准以及激光拼焊工艺标准的缺失仍然存在,造成大量的资源浪费,阻碍国内激光拼焊行业与国际接轨。国内大功率激光器市场虽形成锐科激光、创鑫激光、IPG激光三强角逐,大功率激光加工装备市场的新松、华工、大族三足鼎立格局,但高端设备如万瓦级光纤高质量焊接激光器仍主要依赖进口,国内汽车钢板标准多达17种,行业标准不统一和激光拼焊标准缺失问题尤为突出。
03 产业发展新生态亟待完善
令余小刚担忧的是,目前国内尚未形成激光拼焊技术和产品交付标准,以及国内汽车钢板统一标准或相互替代平台标准,这片技术标准空白给市场造成了很大的混乱,也为行业发展带来隐患。
以汽车出口为例,国内汽车普遍采用“送检”模式,车企送检样品与实际量产车存在差异。而国际市场(如欧洲)采用“抽检”模式,一旦发现量产车与标准不符,将面临吊销许可证、整车被没收或销毁的风险。部分新能源汽车在出口时,为降低成本,可能避开高标准的激光拼焊门环技术或铝硅涂层技术,规避国外环保要求,存在严重的安全缺陷,极易在海外市场引发法律纠纷和声誉危机。
欧洲国家还对快消品等提出“碳足迹追溯”要求,要求汽车零部件供应商提供从原材料到成品的全生命周期碳足迹数据。国内多数企业尚未建立碳足迹核算体系,面临被排除在欧盟供应链之外的风险。
为此,余小刚建议政府及行业协会牵头制定“汽车激光拼焊技术规范”,建立起全国统一的激光拼焊技术标准和产品交付标准,加强行业监管,设立激光拼焊件质量追溯体系,让消费者买得放心,用得安心。建立汽车钢板的统一互换标准,打破钢厂间的同等技术质量产品间的相互“卡脖子”的现状,实现社会资源优化,将乘用车“送检”制度改为“抽检”制度,加强对量产车的质量监控,确保产品安全与合规性,避免粗制滥造。
对于行业未来发展,他预计,2026~2027年,在新的经济发展形势下,企业产品成本核算更加精细化,行业“内卷”情况有所改善,盲目跟风的企业面临淘汰风险,市场将回归理性,技术导向型企业将迎来发展机遇。
作者:朱睿颖
责编:李永璞
审核:王茜 何文忠
终审:李志军
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